【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT小视频参赛】家庭多功能智能设备

小嵌 · 发表于 2021-1-26 09:56:34

【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT小视频参赛】家庭多功能智能设备,

Hispark Wi-Fi IOT套件试用的最后一篇连载，将介绍我做的一个demo。使用的套件板子包括扩展底板、主控板子、显示板、环境监测板、红绿灯板、炫彩灯板。

一、主要功能

火灾报警，在检测到颗粒烟雾或者有毒气体时，发声报警并把报警状态发送到手机端；
防盗报警，在布防状态下，检测到人时，发声报警并把报警状态发送到手机端；
拥有手动、自动模式设置，布防、撤防状态设置功能。在手动模式下，可以人为进行设置布撤防状态；在手动模式下，会自动根据设定的布撤防时间进行布撤防。在布防下，才进行防盗检测；
具备联网功能，设备能够获取网络时间和最近3天的气候情况，并在显示屏上进行显示；
可以与手机进行数据传输，把温湿度情况、防火报警状态、防盗报警状态、手自动模式、布撤防状态发送手机APP端，可以接收手机APP下发的手自动模式、布撤防状态切换的命令；
具备灯开关控制功能，可以根据环境亮度，调节灯亮度；
可以设置自动模式下布撤防的时间；
可以通过按键或者手机APP端设置手自动模式、布撤防状态；
启动后会自动获取网络时间或者网络天气数据，也可以通过按键手动获取网络时间或者网络天气数据；

二、硬件使用情况介绍

主要使用到下面硬件资源
1、主控板

2、扩展底板

3、显示板

OLED显示屏
两个模拟按键

4、环境监测板

温湿度传感器
可燃性气体传感器
蜂鸣器

5、红绿灯板

一个按键
一个绿灯

6、炫彩灯板

三色灯（红绿蓝混合）
人体红外感应器
光敏电阻

三、主控IO资源分配

Hi3861的GPIO口不多，一共有15个IO口，但是IO口的复用功能较多。其中GPIO3、GPIO4用来作为调试串口，如果使用了串口功能，就不能使用GPIO3、4口作为其他功能。还需要注意的是，有些IO口是复用PWM通道和ADC通道功能。如果使用了该IO作为PWM功能，ADC通道功能就无法正常使用，应该是PWM会影响ADC正常使用。


下面是demo的IO分配表，GPIO3/GPIO4作为调试输出口，没有接其他器件。



IO分配.jpg （27.1 KB, 下载次数: 0）

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昨天 21:11 上传

四、软件设计

我把整个工程软件分为了七个任务，显示任务、按键控制任务、环境监测任务、灯控制任务、RTC任务、TCP数据发送任务、数据接收任务。

1、显示任务

显示任务主要是控制OLED的显示。设置有六个显示界面，时间显示界面、现在天气情况显示界面、明天天气情况显示界面、后天天气显示界面、布撤防时间调整显示界面、设置模式界面。显示任务根据变量Now_Screen的值来选择显示什么界面。Now_Screen的值会在按键任务中进行改变。在获取网络时间或者网络天气数据时，会显示获取状态提示内容。  时间显示界面如下

时间显示.jpg （1.39 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:12 上传现在天气情况显示界面

今天.jpg （1.28 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:12 上传明天天气情况显示界面

明天.jpg （1.36 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:12 上传后天天气情况显示界面

后天天气.jpg （1.38 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:11 上传布撤防时间调整显示界面

时间设置.jpg （1.34 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:12 上传设置模式显示界面

模式设置.jpg （1.38 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:12 上传获取状态提示显示

时间成功提示.jpg （1.48 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:20 上传

时间提示.jpg （1.31 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:20 上传

天气提示.jpg （1.41 MB, 下载次数: 0）

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昨天 21:20 上传

任务代码如下

static void OledTask（void *arg）
{
（void）arg;
//Oled初始化
GpioInit（）;
OledInit（）;
OledFillScreen（0x00）;
while （1）
{
//自动模式下，自动进行布撤防
Zdbcf（）;
//界面更新时，需要先删除界面显示的内容
if（Now_Screen != Last_Screen）
{
Last_Screen = Now_Screen;
OledFillScreen（0）;
Get_Status = GET_NORMAL;
Last_Get_Status = GET_NORMAL;
i=0;
}
//获取时间和天气数据状态提示，会隔一段时间进行清除
if（（Get_Status == GET_FAIL） ||（Get_Status == GET_SUC））
{
i++;
if（i > 20）
{
Get_Status = GET_NORMAL;
i=0;
switch（Now_Screen）
{
case TIMESCREEN:
OledClearString（16,7,“Sync time...“,1）; //清除提示
break;
case NOWSCREEN:
case TOSCREEN:
case ATOSCREEN:
printf（“clear oled i = %d\n“,i）;
OledClearString（0,7,“Get Weather...“,1）; //清除提示
break;
case BCTIMESCREEN:
break;
default :
break;
}
}
}
switch （Now_Screen）
{
case TIMESCREEN:
TimeScreenDisp（）; //显示时间显示界面
Defenddisplay（）;
break;
case NOWSCREEN:
WeatherDisp（NOWSCREEN）; //显示现在的天气显示界面
break;
case TOSCREEN: //显示明天天气显示界面
WeatherDisp（TOSCREEN）;
break;
case ATOSCREEN: //显示后天天气显示界面
WeatherDisp（ATOSCREEN）;
break;
case BCTIMESCREEN:
OLED_ShowCHinese（32,0,14）;//时
OLED_ShowCHinese（48,0,15）;//间
OLED_ShowCHinese（64,0,18）;//设
OLED_ShowCHinese（80,0,19）;//值
sprintf（（char *）TimeStr,“%02d:00-%02d:00“,starttime,stoptime）;
OledShowString（20,4,（char *）TimeStr,2）; //显示布撤防时间
break;
case BCADJUSTSCEEN:
OLED_ShowCHinese（32,0,16）;//模
OLED_ShowCHinese（48,0,17）;//式
OLED_ShowCHinese（64,0,18）;//设
OLED_ShowCHinese（80,0,19）;//值
DefendDisplay（）; //显示手自动模式，布撤防状态
break;
default:
break;
}
usleep（100000）;
}
}

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2、按键控制任务

本demo中使用了三个按键，显示板上的两个模拟按键、红绿灯板的一个按键。显示板右边按键主要功能是切换界面，通过改变Now_Screen的值。Now_Screen可以取得值为

//显示界面枚举类型
typedef enum
{
TIMESCREEN=0, //时间显示界面，开机后的界面
NOWSCREEN, //现在天气情况的显示界面
TOSCREEN, //明天天气情况的显示界面
ATOSCREEN, //后天天气情况的显示界面
BCTIMESCREEN, //布撤防时间调整的显示界面
BCADJUSTSCEEN, //设置手自动模式、布撤防状态的界面
NOSCREEN, //无界面
} SCREEN_STATUS;

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显示板左边按键和红绿灯板按键在不同的显示界面，功能是不一样的。

在时间显示界面时，显示板左按键为获取网络时间功能按键，红绿灯板按键为开关灯功能按键。
在现在、明天、后天天气情况的显示界面，显示板左按键为获取网络天气数据功能按键，红绿灯板按键无功能。
在布撤防时间调整显示界面，显示板左按键为调整布防时间功能按键，红绿灯板按键为调整撤防时间功能按键。
在设置模式显示界面，显示板左按键为切换手自动模式功能按键，红绿灯板按键为切换布撤防状态的功能按键。

按键都只能单次触发，按下后必须松开才能再一次触发功能。

任务代码如下

//按键任务
static void KeyTask（void *arg）
{
（void）arg;
unsigned short data = 0;
//按键IO初始化
GpioInit（）;
IoSetFunc（BUTTON_GPIO, BUTTON_GPIO_FUNC）;
GpioSetDir（BUTTON_GPIO, BUTTON_GPIO_DIR）;
IoSetPull（BUTTON_GPIO,WIFI_IOT_IO_PULL_UP）; //设置为上拉
//按键按下标志，按下置1,松开置0
static bool keyflag = false;
static bool buttonflag =false;
while（1）
{
//获取模拟按键状态
AdcRead（analog_KEY_CHAN_NAME, &data, WIFI_IOT_ADC_EQU_MODEL_4, WIFI_IOT_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 0）;
float voltage = ConvertToVoltage（data）;
//显示板的左边按键按下
if（（voltage>0.45 && voltage<0.65）&&（!keyflag）） //一直按下，不会重复操作，只有松开再按下，才能再次进入
{
keyflag = true;
//在不同的显示界面上，按键按下的操作都不一样
switch （Now_Screen）
{
case TIMESCREEN: //在时间显示界面时，获取实时时间
if（connect_status == CONNECTED）
TcpDisconnect（）; //需要先断开之前的网络连接
Get_Status = GET_PROPRESS;
if（getNtpTime（））
{
Get_Status = GET_SUC;
}
else
{
Get_Status = GET_FAIL;
}
TcpConnect（）; //恢复之前的网络连接
break;
case NOWSCREEN: //在现在天气显示界面、明天天气显示界面、后天天气显示界面，都是获取天气数据
if（connect_status == CONNECTED）
TcpDisconnect（）;
Get_Status = GET_PROPRESS;
if（getWeather（））
Get_Status = GET_SUC;
else
{
Get_Status = GET_FAIL;
}
TcpConnect（）;
break;
case TOSCREEN: //在现在天气显示界面、明天天气显示界面、后天天气显示界面，都是获取天气数据
if（connect_status == CONNECTED）
TcpDisconnect（）;
Get_Status = GET_PROPRESS;
if（getWeather（））
Get_Status = GET_SUC;
else
{
Get_Status = GET_FAIL;
}
TcpConnect（）;
break;
case ATOSCREEN: //在现在天气显示界面、明天天气显示界面、后天天气显示界面，都是获取天气数据
if（connect_status == CONNECTED）
TcpDisconnect（）;
Get_Status = GET_PROPRESS;
if（getWeather（））
Get_Status = GET_SUC;
else
{
Get_Status = GET_FAIL;
}
TcpConnect（）;
break;
case BCTIMESCREEN: //在时间调整界面，调整布防时间
BfTimeAdjust（）;
break;
case BCADJUSTSCEEN: //在模式设置界面，切换手自动模式
ZdAdjust（）;
break;
default:
break;
}
}
else if（（voltage>0.9 && voltage<1）&&（!keyflag）） //显示板右边按键按下，切换界面
{
keyflag = true;
Now_Screen ++;
if（Now_Screen >= NOSCREEN）
{
Now_Screen = TIMESCREEN;
}
}
//按键松开
if（（!（voltage>0.45 && voltage<0.65）） && （!（voltage>0.9 && voltage<1）））
{
keyflag = false;
}
//红黄绿灯板按键状态
WifiIotGpioValue buttonValue;
GpioGetInputVal（BUTTON_GPIO,&buttonValue）;
//按键按下
if（（buttonValue == WIFI_IOT_GPIO_VALUE0）&&（!buttonflag））
{
switch （Now_Screen）
{
case TIMESCREEN: //在时间显示界面，打开或关闭LED灯
LedContrcl（）;
break;
case NOWSCREEN:
case TOSCREEN:
case ATOSCREEN:
break;
case BCTIMESCREEN: //在时间设置界面，调整撤防时间
CfTimeAdjust（）;
break;
case BCADJUSTSCEEN: //在模式设置界面，切换布撤防状态
BcAdjust（）;
break;
default:
break;
}
buttonflag = true;
}
//按键松开
if（!（buttonValue == WIFI_IOT_GPIO_VALUE0））
{
buttonflag = false;
}
usleep（100000）;
}
}

复制代码

3、环境监测任务

该任务主要功能是测量温度、湿度，获得可燃性气体传感器和人体红外感应器ADC值，并根据获得值进行火灾和防盗检查。获得的可燃气性气体值低于一定数值时，可判断有火灾或者可燃性气体泄漏，触发火灾报警，置位烟雾报警标志位，蜂鸣器发声。只要检测的数据高于设定的数据，报警状态则恢复为未报警状态。获得的人体红外感应器ADC数值超过一定值，则视为触发防盗报警。但是需要在布防状态下，才能进行防盗检测。防盗报警触发后，蜂鸣器发声报警，置位防盗报警标志位。一旦触发防盗报警，只有通过切换到撤防状态，才能把防盗报警状态恢复到未报警。

任务代码如下